Вода PDF Печать E-mail
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ - Водород. Галогены
Автор: SergeiMegan   
31.05.2008 22:47

Вода

 

Вода — оксид водорода — одно из самых распространенных и важных для человека веществ. Поверхность Земли, занятая водой, в 2,5 раза больше поверхности суши.
Если представить себе последствия исчезновения из этого мира, в котором мы живем, одного за другим различных веществ, то этот воображаемый опыт дал бы потрясающие результаты именно тогда, когда мы дошли бы до воды. Высыхание морей, океанов было бы отнюдь не самым существенным эффектом — резко изменился бы климат, прекратилось бы необозримое множество реакций на поверхности Земли, и, конечно, исчезла бы жизнь, мир стал бы совсем другим.
Чистой воды в природе нет — она всегда содержит примеси. Получают чистую воду методом перегонки. Перегнанная вода называется дистиллированной. Состав воды (по массе) 11,19% водорода и 88,81% кислорода.

Физические свойства

Чистая вода представляет собой бесцветную прозрачную жидкость без запаха и вкуса. Она существует в трех агрегатных состояниях: твердое — лед, жидкое и газообразное — водяной пар.
Наибольшую плотность она имеет при 4°С (1 г/см3). Плотность льда меньше плотности жидкой воды, поэтому лед всплывает на поверхность. Вода замерзает при 0°С и кипит при 100°С. Она плохо проводит тепло и очень плохо проводит электрический ток. Вода — хороший растворитель.
Молекула воды полярна и построена по типу треугольника, в вершине которого находится электроотрицательный атом кислорода, а в углах оснований — водород. Валентный угол равен 104°5'. Поэтому молекула воды — диполь: та часть молекулы, где находится водород, заряжена положительно, а часть, где находится кислород, — отрицательно.
То, что валентный угол связи у молекулы воды меньше тетраэдрического, объясняется гибридизацией орбиталей. При образовании молекулы воды происходит sp3гибридизация атомных орбиталей атомов кислорода. Но связывающими электронными парами у атома кислорода заняты две sр3орбитали.
Таким образом, на изменении угла от тетраэдрического (109° 28') сказывается отталкивающее действие неподеленных (несвязывающих) электронных пар, занимающих sр3гибридные орбитали: у атома кислорода их две (угол 104°5').

 

Благодаря полярности молекулы воды электролиты в ней диссоциируют на ионы.
Молекулы воды взаимодействуют между собой с образованием водородной связи. Это явление получило название ассоциации воды. В жидкой воде, наряду с обычными молекулами Н2O), содержатся ассоциированные молекулы (H2O)x. Наличием водородных связей между молекулами воды объясняются аномалии ее физических свойств: максимальная плотность при 4°С, высокая температура кипения (в ряду Н2О — H2S — H2Se — Н2Те), аномально высокая удельная теплоемкость (4,18 Дж/(г•К)).
В состоянии пара относительная молекулярная масса равна 18, что соответствует формуле H2O; при 4°С она равна 36, формула — (Н2О)2; при 0°С — 54, формула — (Н2О)3. С повышением температуры водородные связи разрываются, и полный разрыв их наступает при переходе воды в пар.

Химические свойства

Полярность и малые размеры молекулы воды определяют ее сильные гидратирующие свойства. Гидратация — это присоединение воды к веществу.
При обычных условиях она взаимодействует со многими основными и кислотными оксидами, что приводит к образованию основания или кислоты:
СаО+Н2O=Са(ОН)2
Na2O+Н2О=2NaOH
SO2+Н2O=H2SO3
Р2О5+3Н2О=2Н3РO4
Вода как на холоду, так и при нагревании активно взаимодействует со многими металлами, стоящими в электрохимическом ряду напряжений до водорода. В этих реакциях образуются соответствующие оксиды или гидроксиды и вытесняется водород:
2Na+2Н2O=2NaOH+H2
Са+2Н2О=Са(ОН)2+H2
2Fe+3H2O=Fe2O3+3H2
Вода образует многочисленные соединении — гидраты (кристаллогидраты), например:
H2SO4+Н2О=H2SO4•Н2О NaOH+Н2О=NaOH•Н2О Na2CO3+10Н2O=Na2CO3•10Н2О CuSO4+5Н2О=CuSO4•5Н2О
Очевидно, соединения, связывающие воду, могут служить в качестве осушителей. Из других осушающих веществ можно указать P2O5, СаО, ВаО, металлический Na (они также химически взаимодействуют с водой), а также силикагель, к важным химическим свойствам воды относится ее способность вступать в реакции гидролитического разложения. В отличие от гидратации, гидролиз, протекающий также при участии воды, приводит к разложению вещества. Вода оказывает сильное ионизирующее действие на растворенные в ней электролиты, вызывая их диссоциацию.
Вода, содержащая тяжелый водород, называется тяжелой водой (D2O). По своим физическим свойствам она отличается от обычной воды.

 

Химические реакции с тяжелой водой протекают значительно медленнее, чем с обычной водой. Поэтому она при длительном электролизе обычной воды накапливается в электролизере.
Тяжелая вода применяется в качестве замедлителя нейтронов ядерных реакторах.

LAST_UPDATED2
 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Интернет-магазин эротического белья здесь